摘要：染色廢水是制革廢水色度高的直接原因,廢水中含有染料,難以降解,為了減輕綜合廢水處理壓力,在將皮革染色廢水排入綜合廢水處理體系前最好對(duì)其進(jìn)行單獨(dú)預(yù)處理。同時(shí),相當(dāng)一部分制革廠是從藍(lán)濕革,即鉻鞣后開(kāi)始加工的,在鞣后加工中染色廢水是重點(diǎn)廢水,因而針對(duì)該段廢水進(jìn)行專(zhuān)門(mén)研究更顯重要。與皮革行業(yè)相比,印染廢水處理的研究要更具針對(duì)性、更深入,借鑒印染廢水的處理方法,將其應(yīng)用于皮革染色廢水的處理中,是一個(gè)較好的選擇,本文對(duì)其可行性及其前景進(jìn)行了探討。
1·皮革染色廢水及其治理現(xiàn)狀
1·1皮革染色廢水
染色廢水雖只占總廢水量的5%~6%,但它成分復(fù)雜,含有毒性物質(zhì),色度也達(dá)1000~3000,因此治理難度很大。成分復(fù)雜是因?yàn)槿旧屑尤肓朔N類(lèi)繁多的化學(xué)品,該工段所用化學(xué)品占整個(gè)皮革化學(xué)品的4%,包括染料及其助劑(潤(rùn)濕劑、漂白劑及固色劑等)、表面活性劑和有機(jī)氯化物等,這些化學(xué)品有相當(dāng)部分不能被皮革所吸收,排入了廢水中。
皮革用染料主要分為兩類(lèi):陰離子染料和陽(yáng)離子染料,其中陰離子染料應(yīng)用最為廣泛,因?yàn)槭袌?chǎng)上大約98%的皮革用染料都是通過(guò)染料中的磺酸基和膠原中的氨基間的離子間作用力結(jié)合,它可再分為酸性染料、直接染料、酸性媒介染料和可溶性硫磺染料等。從染料多樣性及使用情況來(lái)看,偶氮染料在合成染料中占最大比重,但部分偶氮染料的偶氮雙鍵斷裂會(huì)生成致癌芳香胺,這就增加了染色廢水的毒性。染色廢水色度高是因?yàn)槠じ飳?duì)染料的吸收最多只有90%,而水中即使只含有10mg/kg的染料,也足以使水具有肉眼可以分辨的顏色。國(guó)際環(huán)境聯(lián)盟和國(guó)際皮革化學(xué)家和工藝師聯(lián)合會(huì)2006年發(fā)布的調(diào)查表結(jié)果顯示:在工藝運(yùn)行良好的條件下,每生產(chǎn)1t豬皮,染色工段會(huì)產(chǎn)生5~10t水,10~25kgCOD,3~9kgBOD5,8~15kgSS,1~2kgCr3+,1~2kgTKN,
3~6kgCl-,10~40kgSO2-4、3kg油脂及20~80kgTDS,而每生產(chǎn)一張綿羊皮產(chǎn)生的污染物量為:75~100L水,80gCOD,25~50gBOD5,80gSS,5gCr3+,3gTKN,50gCl-和270gTDS。
1·2皮革染色廢水的治理現(xiàn)狀
國(guó)內(nèi)外一般都是將染色廢水與加脂廢水及復(fù)鞣廢水一起預(yù)處理。處理后,對(duì)于有綜合污水處理系統(tǒng)的企業(yè),與經(jīng)預(yù)處理后的浸灰廢水及鉻鞣廢水一起排入綜合污水處理系統(tǒng),進(jìn)一步生化處理;對(duì)于沒(méi)有綜合污水處理系統(tǒng)的企業(yè),則直接排入市政管網(wǎng)由市政污水處理廠統(tǒng)一處理。主要的預(yù)處理工藝有石灰中和沉淀法、氯氧化法、電化學(xué)法及膜分離法。
1·2·1石灰中和沉淀法
石灰中和沉淀法通過(guò)將石灰乳與助劑如氯化鐵、硫酸鐵等調(diào)成混凝藥劑與廢水充分混凝,再加上電石渣等脫色來(lái)處理染色廢水,利用了石灰能和許多金屬離子發(fā)生反應(yīng),生成難溶于水的金屬氫氧化物的原理。由于石灰價(jià)格便宜,來(lái)源廣泛,因此該法經(jīng)濟(jì)有效,但產(chǎn)泥量較大,當(dāng)廢水中pH值過(guò)高或含有較多氰、銨、氯等離子時(shí),會(huì)形成絡(luò)合物而影響沉淀效果,而且作為無(wú)機(jī)混凝劑,石灰對(duì)親水性染料去除效果差,而皮革染色所采用的工藝都是以染料的水溶性為前提的,因此治理效果并不理想。
1·2·2氯氧化法
氯氧化法是利用廢水中的顯色有機(jī)物在化學(xué)反應(yīng)中能被氧化的性質(zhì),應(yīng)用氯及其化合物作為氧化劑,氧化破壞顯色有機(jī)物的結(jié)構(gòu),達(dá)到脫色的目的。常用合成氯氧化劑有液氯、漂白粉和次氯酸鈉等,皮革染色廢水的處理中應(yīng)用最廣泛的是次氯酸鈉。該法雖投入設(shè)備簡(jiǎn)單,產(chǎn)泥量少,但對(duì)染料的去除具有選擇性和反復(fù)性,而且據(jù)報(bào)道處理后水中含三氯甲烷和三氯乙烯,而鹵代烴對(duì)環(huán)境造成的污染要比單純色度大得多,并且鹵代烴對(duì)生物體的肝臟損害很大,因此有人反對(duì)將次氯酸鈉用作廢水處理的氧化劑。
1·2·3電解法
電解法治理皮革染色廢水是多種電化學(xué)反應(yīng)和物理分離的綜合過(guò)程,利用金屬電極(鐵或鋁)在電解槽內(nèi)作電極時(shí)得失電子的能力,使還原性污染物被氧化,氧化性污染物被還原。各種污染物經(jīng)電解氧化還原、電氣浮和電凝聚處理后得到凈化。水電解時(shí)電離為H+和OH-,OH-離子在陽(yáng)極放電,生成氧:
H2O→H++OH-4OH--4e→2H2O+2[O]→O2↑
這種初生態(tài)氧是很強(qiáng)的氧化劑,能使廢水中的料與助劑被氧化分解或斷鏈脫色。與此同時(shí),在陰極產(chǎn)生H+放電形成[H],繼而形成H2。
2H++2e→2[H]→H2↑
這種初生態(tài)氫對(duì)某些有機(jī)物有很強(qiáng)的還原作用,可將處于氧化態(tài)的某些色素還原為無(wú)色物質(zhì)。這種利用電極的氧化還原產(chǎn)物與廢水中污染物發(fā)生氧化還原而去除的過(guò)程稱為間接氧化還原作用,有些物質(zhì)可以直接在電極上產(chǎn)生氧化還原作用,這種過(guò)程稱直接氧化還原作用。
電解過(guò)程中陽(yáng)極和陰極表面不斷產(chǎn)生的氧氣和氫氣以微小氣泡向水面逸出,使廢水中的有機(jī)膠體微粒和呈乳濁的油脂類(lèi)雜質(zhì)與其粘附在一起浮升到水面而被除去,這一過(guò)程稱為電氣浮作用。當(dāng)可溶性金屬(如鋁、鐵等)作陽(yáng)極時(shí),陽(yáng)極金屬發(fā)生溶解,并以離子狀態(tài)溶于水中,經(jīng)水解反應(yīng)形成的活潑Al(OH)3或Fe(OH)3:
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